棉花型和黄瓜型棉蚜(Aphis gossypii Glover)的寄主适应性及转移通道

采用寄主转接建立生命表的方法研究了棉花型和黄瓜型棉蚜对不同寄主植物的适应性,以及两寄主型棉蚜是否可通过中间桥梁寄主实现寄主互换的问题。结果表明,两寄主型棉蚜直接互换寄主后,其存活和繁殖力显著下降,表现为棉花型和黄瓜型棉蚜的净增殖率比在原寄主上分别下降980倍和12倍,平均世代寿命缩短5～12d。两寄主型棉蚜均能利用木槿植物,并且适应性没有显著差异。但是两寄主型棉蚜均不能在车前草和大叶黄杨上存活和繁殖后代。西葫芦作物对棉蚜在木槿、棉花和黄瓜寄主上的相互转移起到了重要的桥梁寄主作用。冬寄主木槿上棉蚜可通过甜瓜或西葫芦转移到黄瓜寄主上,棉花和黄瓜上棉蚜也可通西葫芦作物分别转移到黄瓜和棉花作物上,从而形成棉蚜在不同寄主植物间的相互转移通道,造成为害和病毒病的扩张。     

基于碳硫模块平衡策略的大肠杆菌高产L-半胱氨酸菌株构建

l-半胱氨酸是一种重要的含硫氨基酸,因其多样的生理功能,l-半胱氨酸在医药、化妆品和食品工业中有着广泛的应用。模块化代谢工程策略在细胞工厂的构建中具有极大的潜力。本研究利用碳硫模块协同表达策略进行大肠杆菌的l-半胱氨酸合成途径构建,构建了一株l-半胱氨酸合成基因工程菌。首先,通过增强l-半胱氨酸前体物质l-丝氨酸(serA^f、serB和serC^Cg)的生物合成以及转录调控因子CysB的表达,l-半胱氨酸的产量由0提高到(0.38±0.02)g/L。然后,通过促进l-半胱氨酸转运和无机硫源的吸收同化、减弱l-半胱氨酸和l-丝氨酸的降解以及异源表达cysE^f和cysB^St,l-半胱氨酸的产量提升至(3.82±0.01)g/L。最后,为了优化碳模块和硫模块的代谢通量,协同表达硫酸盐同化途径与硫代硫酸盐同化途径的基因cysM、nrdH、cysK以及cysIJ,得到l-半胱氨酸高产菌株。在500mL摇瓶和2L发酵罐中分别实现了(4.17±0.07)g/L和(11.94±0.1)g/L的l-半胱氨酸积累。研究结果表明,在细胞内通过对硫碳模块间代谢通量的协调控制,可以实现l-半胱氨酸的高效生物合成。研究结果为微生物发酵生产l-半胱氨酸的产业化奠定了基础。     

Bt-Cry5Aa 基因转化棉花及其抗虫性鉴定

我国棉花抗虫基因大都为Cry1Ab/c,抗性风险日趋增加。本研究依据棉花密码子偏好,人工合成Bt-Cry5Aa抗虫基因,通过花粉管通道法转入棉花,并通过卡那霉素法及PCR方法对不同世代转化株进行鉴定,同时进行了抗虫性测试。结果表明,通过花粉管通道法成功获得转Bt-Cry5Aa基因植株,通过田间卡那霉素鉴定,阳性株率T1为7.76%,T2为73.1%,T3为95.5%;PCR检测显示,T1阳性率为2.35%,T2为55.8%,T3为94.5%;田间抗性试验分析,转Bt-Cry5Aa株系对第2、3、4代棉铃虫校正死亡率分别达到85.42%、75.35%和62.79%,其抗虫性与GK19相比差异不显著;Bt-Cry5Aa能够部分替代目前主流鳞翅目抗虫基因,是棉铃虫的新抗源。     

韧皮部取食昆虫诱导的植物防御反应

刺吸式昆虫与寄主植物之间具有特殊的生物互作关系。本文对刺吸式昆虫取食韧皮部诱导的植物防御反应类型、 防御物质变化、 信号途径以及植物反应转录组学研究等方面进行综述。韧皮部取食昆虫取食诱导的植物防御反应机制主要包括： (1)改变自身的营养状况; (2)产生有毒的次生化合物; (3)产生防御蛋白。防御反应与植物水杨酸、 茉莉酸、 乙烯等信号分子密切相关。研究表明, 刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应主要引发以水杨酸为主的信号途径, 但相关分子互作机制还有待明确。日益丰富的基因组资源和不断发展的分子生物学技术为揭示植物防御反应中信号分子的作用机制、 找出植物内生抗性的特异因子以及阐明诱导防御机制奠定了基础。了解刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应, 为深入理解植物-昆虫间协同进化关系提供了依据, 为害虫治理和抗虫植物的培育提供了新的思路。     

细胞凋亡的研究进展

细胞凋亡是存在于所有哺乳动物细胞中的保守途径,它在胚胎发育阶段的组织形成和维持细胞动态平衡中有十分重要的作用。细胞凋亡的途径主要为两种,即死亡受体信号途径和线粒体途径,它们的激活会产生不同的上游事件,但下游事件是一致的。细胞凋亡是受多基因严格控制的过程。随着分子生物学技术的发展,对多种细胞凋亡的过程有了相当的认识,但凋亡过程的确切机制尚不完全清楚。简要阐述了与细胞凋亡相关的信号转导途径,以及参与其中的多种调节因子的作用机理。     

非神经元型胆碱能系统在（前）脂肪细胞的表达及nAChRα7功能状态对前脂肪细胞Visfatin基因表达的影响

原核生物、真核生物、植物体的非神经细胞和组织中,尤其是多种免疫活性细胞中,均证实乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase,AChE）、胆碱乙酰转移酶（choline acetyltransferase,ChAT）和乙酰胆碱受体（acetylcholine receptor, AChR）各亚型在内的胆碱能系统组分的存在,其中烟碱样乙酰胆碱受体α7（nicotinic acetylcholine receptor α7,nAChRα7）是烟碱样胆碱能抗炎通路（nicotinic anti-inflammatory pathway）中重要的分子核心机制,同时也是机体限制宿主防御反应扩大的内源性抗炎机制之一. 本文旨在探讨（前）脂肪细胞上非神经元型胆碱能系统是否存在及初步揭示烟碱样胆碱能受体α7对前脂肪细胞功能的影响. 以体外培养的3T3-L1前脂肪细胞为研究对象,采用免疫组化和蛋白质免疫印迹技术,分别检测前脂肪细胞和成熟脂肪细胞中乙酰胆碱酯酶、胆碱乙酰转移酶和烟碱样乙酰胆碱受体α7的3种胆碱能系统主要组分的蛋白表达. 另将前脂肪细胞分为给予广谱烟碱样乙酰胆碱受体激动剂尼古丁、特异性烟碱样乙酰胆碱受体α7激动剂氯化胆碱及特异性烟碱样乙酰胆碱受体α7拮抗剂甲基牛扁亭碱干预12 h、24 h、36 h,并设立相应处理时间的空白对照组,逆转录聚合酶链反应检测前脂肪细胞visfatin mRNA表达情况. 免疫组化染色可见前脂肪细胞中AChE、ChAT及AChRα7均有阳性表达;蛋白免疫印迹检测进一步半定量证实了前脂肪细胞和成熟脂肪细胞中AChE、ChAT及AChRα7的蛋白表达;拮抗剂甲基牛扁亭碱(10⁶～10⁴mol/L)时间、剂量依赖性上调前脂肪细胞visfatin mRNA表达(1.3～1.55fold,P<0.01),与对应空白对照组相比,存在显著性统计学差异; 加入不同剂量的尼古丁和氯化胆碱,则前脂肪细胞中visfatin mRNA表达水平与对应空白对照组相比,均不同程度地下降,其中以氯化胆碱的抑制效应更为显著. 前脂肪细胞与成熟脂肪细胞中均存在有独立的胆碱能体系,其中AChRα7很可能在调节脂肪细胞因子分泌及肥胖相关的病理生理过程中发挥重要作用.     

化石燃料生物脱有机氮研究展望

化石燃料中与有机硫相似的另一类孤对电子含氮有机化合物的存在对生产和环境造成许多危害。石油中的含氮有机化合物是影响炼油工艺、产品性能质量的主要因素。含氮有机化合物具有致癌、致突变性 ,燃烧后则以NOx的形式释放污染大气。化石燃料中所含的有机氮较有机硫更难以去除 ,常规的化学脱有机氮技术高压加氢法处理燃油能耗高 ,处理效果不理想等方面的缺陷使人们思考生物脱氮的可能性。考察了国内外近十多年来化石燃料生物脱有机氮工作的研究进展 ,包括模式有机氮化合物微生物的代谢途径 ,以及相应的代谢途径中的关键酶及其编码基因等方面的研究。     

基于网络药理学的杜仲-山茱萸配伍治疗糖尿病的作用机制

为探讨杜仲-山茱萸治疗糖尿病的作用机制。研究利用网络药理学的方法,首先通过中药系统药理学数据库筛选出杜仲和山茱萸的活性成分和相关靶点,再利用DisGeNET、DrugBank等数据库筛选出糖尿病的潜在靶点。以STRING数据库对活性靶点构建蛋白互作网络(PPI)分析,采用Cytoscape3.7.0软件绘制其“成分-靶点-通路”的相互作用网络,通过CludterProfiler对靶蛋白进行生物过程、细胞组分及分子功能分析;京都基因与基因组(KEGG)的代谢通路分析。实验结果筛选得到杜仲-山茱萸有效成分30个,其中槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇等成分对PTGS2、DPP4、ADRB2、PPARG等相关靶点通过IL-17信号通路、钙信号通路、脂肪细胞脂解的调控等参与氮化合物代谢过程、血液循环、脂肪细胞分化和血压调节等过程。综上,杜仲-山茱萸配伍治疗糖尿病存在多成分和多重药理作用机制,为进一步研究其治疗糖尿病药理实验提供了参考,也为其他中药的相关研究提供借鉴和参考。     

多不饱和脂肪酸合成途径研究进展

多不饱和脂肪酸在大多数生物体膜生物学和信号传递过程中起着至关重要的作用。最近研究发现,一些深海生物合成多不饱和脂肪酸并非由饱和脂肪酸的延长及脱饱和反应,而是由聚酮合酶途径(polyketide synthase,PKS)直接合成。介绍多不饱和脂肪酸的生物合成并总结近年来聚酮合酶这一新途径及其分子机制的研究进展。     

低频脉冲电场对PC12细胞酪氨酸羟化酶和多巴胺合成的影响

运用Western印迹和HPLC分别测定不同时间电场刺激和刺激后不同培养时间条件下,PC12细胞内酪氨酸羟化酶(TH)和细胞培养液中多巴胺(DA)含量的变化。结果显示,受到短时间(5、10min)脉冲电场刺激的PC12细胞,经较短时间(2天)的培养后,细胞内TH的含量和培养液中DA的含量均比对照组有所提高,但随着培养时间的延长(3~5天),TH和DA的含量均明显下降。然而,长时间(15、20、30min)脉冲电场刺激组则先表现为TH和DA的合成受到抑制,但随着培养时间的延长,其合成则被逐渐激活。采用蛋白激酶A(PKA)特异性抑制剂H-89和有丝分裂原活化蛋白激酶的激酶(MEK1/2)特异性抑制剂U0126,研究脉冲电场刺激所激活的与TH和DA合成相关的信号通路。结果表明,在没有神经生长因子(NGF)存在的情况下,PC12细胞主要通过PKA通路来激活TH的合成,低频脉冲电场刺激也主要激活PKA通路,因为抑制这条信号通路能显著抑制电场刺激所诱导的TH合成。